(57)【要約】  内燃機関のリーン排気ガス中の不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムであって、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する供給装置；約１５０℃から約４００℃の温度範囲で及び約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；並びにディーゼル酸化触媒を含む下流システムを含む排気ガス精製システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のリーン排気ガス中の不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムであって、以下の通りの組合せ及び順番で、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する供給装置；
ｂ．約１５０℃から約４００℃の温度範囲で及び約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；並びに
ｃ．ディーゼル酸化触媒を含む下流システム
を含む排気ガス精製システム。
【請求項２】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４】
供給装置の下流に位置するターボチャージャーをさらに含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項５】
Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するターボチャージャーをさらに含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項６】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項７】
ディーゼル酸化触媒が、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させる、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項８】
下流システムが、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターをさらに含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項９】
下流システムが、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１０】
下流システムが、触媒すすフィルターを含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１１】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１２】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む、請求項１に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１３】
内燃機関のリーン排気ガス中の不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムであって、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する供給装置；
ｂ．バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；
ｃ．供給装置及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流のターボチャージャー；
ｄ．二次燃料インジェクター；並びに
ｅ．ディーゼル酸化触媒を含む下流システム
を含み、排気ガスが約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比を有する、排気ガス精製システム。
【請求項１４】
下流システムが、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含む、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１５】
下流システムが触媒すすフィルターを含む、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１６】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１７】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１８】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項１９】
ディーゼル酸化触媒が、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させる、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２０】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２１】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項１３に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２２】
内燃機関のリーン排気ガス中の不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムであって、以下の通りの組合せ及び順番で、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第１の還元剤供給装置；
ｂ．約１５０℃から約４００℃の温度範囲で及び約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；並びに
ｃ．コールドスタート触媒
を含む排気ガス精製システム。
【請求項２３】
排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第２の下流還元剤供給装置をさらに含む、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２４】
コールドスタート触媒が受動的ＮＯｘ吸収体を含む、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２５】
コールドスタート触媒が、ゼオライト及びＰｄを含む受動的ＮＯｘ吸収体を含む、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２６】
コールドスタート触媒が、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘ及び吸着ＨＣを変換及び放出するのに有効である、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２７】
コールドスタート触媒が、低温以下でＮＯｘを吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効である、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２８】
低温が約２００℃である、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項２９】
アンモニアスリップ触媒、フィルター、酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数を含む下流システムをさらに含む、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３０】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である、請求項２９に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３１】
二次燃料インジェクターをさらに含む、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３２】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３３】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項２２に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３４】
内燃機関のリーン排気ガス中の不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムであって、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第１の還元剤供給装置；
ｂ．バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；及び
ｃ．コールドスタート触媒
を含み、排気ガスが約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比を有する、排気ガス精製システム。
【請求項３５】
窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第２の還元剤供給装置をさらに含む、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３６】
ディーゼル酸化触媒を含む下流システムをさらに含む、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３７】
下流システムが、アンモニアスリップ触媒、フィルター、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含む、請求項３６に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３８】
二次燃料インジェクターをさらに含む、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項３９】
コールドスタート触媒が受動的ＮＯｘ吸収体を含む、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４０】
コールドスタート触媒が、ゼオライト及びＰｄを含む受動的ＮＯｘ吸収体を含む、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４１】
コールドスタート触媒が、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘ及び吸着ＨＣを変換及び放出するのに有効である、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４２】
コールドスタート触媒が、低温以下でＮＯｘを吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効である、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４３】
低温が約２００℃である、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４４】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である、請求項３６に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４５】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４６】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項３４に記載の排気ガス精製システム。
【請求項４７】
窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスの処理の方法であって、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；
ｂ．約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）上に、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及び
ｃ．ディーゼル酸化触媒を含む下流システムに排気ガスを通過させること
を含む方法。
【請求項４８】
工程（ａ）の後にターボチャージャーに排気ガス流を通過させることをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
工程（ｂ）の後にターボチャージャーに排気ガス流を通過させることをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
ディーゼル酸化触媒が、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
下流システムが、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
下流システムが、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
下流システムが触媒すすフィルターを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５６】
下流システムが、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５７】
排気ガス流が約０．１から約０．７のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように、（ａ）において排気ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量が選択される、請求項４７に記載の方法。
【請求項５８】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５９】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項４７に記載の方法。
【請求項６０】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成する、請求項４７に記載の方法。
【請求項６１】
窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスの処理の方法であって、
ａ．窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；
ｂ．約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）上に、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及び
ｃ．コールドスタート触媒上に排気流を通すこと
を含む方法。
【請求項６２】
工程（ａ）の後でターボチャージャーに排気ガス流を通過させることをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
工程（ｂ）の後にターボチャージャーに排気ガス流を通過させることをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
アンモニアスリップ触媒、フィルター、酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数を含む下流システムをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
下流システムが、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させるディーゼル酸化触媒を含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
下流システムが、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
排気ガス流が約０．１から約０．７のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように、（ａ）において排気ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量が選択される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６９】
排気ガス流が約０．８から約１のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように、コールドスタート触媒の下流で窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加することをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項７０】
低温未満でコールドスタート触媒上にＮＯｘ及びＨＣを吸着させること、並びに低温を超える温度でコールドスタート触媒からのＮＯｘ及びＨＣを変換及び熱脱着させることを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項７１】
低温未満でコールドスタート触媒上にＮＯｘを吸着させること、及び低温を超える温度でコールドスタート触媒からのＮＯｘを熱脱着させることを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項７２】
低温が約２００℃である、請求項６１に記載の方法。
【請求項７３】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングされる、請求項６１に記載の方法。
【請求項７４】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる、請求項６１に記載の方法。
【請求項７５】
Ｖ−ＳＣＲ触媒が、約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成する、請求項６１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
過去において、Ｎ２Ｏは規制されていない車両排出物であった。しかしながら、近年の研究から、Ｎ２Ｏが地球温暖化の大きな原因であり、その温暖化増大の可能性が１００年間でＣＯ２よりも２９８倍大きいことが示されている。道路上の車両からの温室ガス排出物に対して、より厳しい制限を目的にする新たな規制はＮ２Ｏ放出に対する法令を含むものである。１つの解決法は、より冷たい温度でエンジンを走行させることであった。より冷たい温度ではエンジンから排出されるＮＯｘの大部分はＮＯ２として排出されるので、これは、ある特定のエンジン設計及び較正にとっては問題である。ＮＯ及びＮＯ２の混合物が、炭化水素（「ＨＣ」）の存在下で酸化触媒との接触する場合、白金族金属（「ＰＧＭ」）塩上での結果として得られたＨＣ−ＳＣＲ反応は、主にＮ２Ｏ形成をもたらし、該システムは排出を失敗する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の一部の実施態様によると、内燃機関のリーン排気ガスにおける不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムは、組合せで及び順番で、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する供給装置；約１５０℃から約４００℃の温度範囲で及び約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；並びにディーゼル酸化触媒を含む下流システムを含む。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、例えば、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒と、及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができる。一部の実施態様において、該システムは、供給装置の下流に及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するターボチャージャーを含むことができる。一部の実施態様において、下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスから汚染物質を除去するのに有効である。一部の実施態様において、ディーゼル酸化触媒は、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させる。下流システムは、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数を含むことができる。一部の実施態様において、下流システムは、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターを含む。下流システムは、触媒すすフィルターを含むことができる。特別な例において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む。特別な例において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む。
【０００３】
本発明の一部の実施態様によると、内燃機関のリーン排気ガス、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比を有する排気ガスにおける不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムは、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する供給装置；バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；供給装置及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流のターボチャージャー；二次燃料インジェクター；並びにディーゼル酸化触媒を含む下流システムを含む。下流システムは、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含むことができる。一部の実施態様において、下流システムは触媒すすフィルターを含む。特別な例において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む。特別な例において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む。下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効であり得る。一部の実施態様において、ディーゼル酸化触媒は、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させる。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒と、及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができる。
【０００４】
本発明の一部の実施態様によると、内燃機関のリーン排気ガスにおける不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムは、組合せで及び順番で、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第１の還元剤供給装置；約１５０℃から約４００℃の温度範囲で及び約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；並びにコールドスタート触媒を含む。排気ガス精製システムは、排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第２の下流還元剤供給装置をさらに含むことができる。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、受動的ＮＯｘ吸収体、例えば、ゼオライト及びＰｄを含む受動的ＮＯｘ吸収体を含む。コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘ及び吸着ＨＣを変換及び放出するのに有効であり得る。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘを吸着するのに、及び低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効である。一部の実施態様において、低温は約２００℃である。該システムは、アンモニアスリップ触媒、フィルター、酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数を含む下流システムをさらに含むことができる。一部の実施態様において、下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である。該システムは、二次燃料インジェクターをさらに含むことができる。一部の実施態様において、Ｖ−ＳＣＲ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒と、及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングされる。
【０００５】
本発明の一部の実施態様によると、内燃機関のリーン排気ガス、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比を有する排気ガスにおける不純物の含有量を低下させるための排気ガス精製システムは、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第１の還元剤供給装置；バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）；及びコールドスタート触媒を含む。該システムは、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を供給する第２の還元剤供給装置をさらに含むことができる。該システムは、ディーゼル酸化触媒を含む下流システムを含むことができる。一部の実施態様において、該システムは、アンモニアスリップ触媒、フィルター、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数をさらに含む下流システムを含む。特別な実施態様において、該システムは二次燃料インジェクターを含む。コールドスタート触媒は、受動的ＮＯｘ吸収体、例えばゼオライト及びＰｄを含む受動的ＮＯｘ吸収体を含むことができる。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着するのに、並びに低温を超える温度で吸着ＮＯｘ及び吸着ＨＣを変換及び放出するのに有効である。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘを吸着するのに、及び低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効である。低温は約２００℃であり得る。一部の実施態様において、下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効である。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングさせること、及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができる。
【０００６】
本発明の一部の実施態様によると、窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスを処理する方法は、（ａ）窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；（ｂ）約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）上に、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及び（ｃ）ディーゼル酸化触媒を含む下流システムに排気ガスを通過させることを含む。一部の実施態様において、該方法は、工程（ａ）の後及び／又は工程（ｂ）の後でターボチャージャーに排気ガス流を通過させることを含む。下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去することができ、及び／又はディーゼル酸化触媒は、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させることができる。一部の実施態様において、下流システムは、アンモニアスリップ触媒、フィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、三元触媒、一又は複数の追加のディーゼル酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター、選択接触還元触媒及び／又は触媒すすフィルターの一又は複数を含む。該システムは、例えば、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターを含むことができる。特別な実施態様において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む。特別な実施態様において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む。一部の実施態様において、（ａ）において排気ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量は、排気ガス流が約０．１から約０．７のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように選択される。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングさせること及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができる。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、ＮＨ３／ＮＯｘ比に依存して約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成することができる。
【０００７】
本発明の実施態様によると、窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスを処理する方法は、（ａ）窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；（ｂ）約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）上に、約０．３から約０．９のＮＯ２／ＮＯｘ比で、窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及び（ｃ）コールドスタート触媒上に排気流を通すことを含む。一部の実施態様において、該方法は、工程（ａ）の後及び／又は工程（ｂ）の後でターボチャージャーに排気ガス流を通過させることを含む。該方法は、アンモニアスリップ触媒、フィルター、酸化触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又は選択接触還元触媒の一又は複数を含む下流システムにガスを通過させることを含むこともできる。下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効であり得る。下流システムは、約１５０℃から約４００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を酸化させるディーゼル酸化触媒を含むことができる。下流システムは、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターを含むことができる。一部の実施態様において、工程（ａ）において排気ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量は、排気ガス流が約０．１から約０．７のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように選択される。一部の実施態様において、該方法は、排気ガス流が約０．８から約１のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように、コールドスタート触媒の下流で、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加することを含む。該方法は、低温未満でコールドスタート触媒上にＮＯｘ及びＨＣを吸着させること、並びに低温を超える温度でコールドスタート触媒からのＮＯｘ及びＨＣを変換及び熱脱着させることを含むことができる。該方法は、低温未満でコールドスタート触媒上にＮＯｘを吸着させること、及び低温を超える温度でコールドスタート触媒からのＮＯｘを熱脱着させることを含むことができる。一部の実施態様において、低温は約２００℃である。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置する加水分解触媒とカップリングさせること及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に位置するアンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができる。一部の実施態様において、Ｖ−ＳＣＲ触媒は、約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＮＯｘの変動するレベルＮＯ２％での、異なる触媒によるＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の方法及びシステムは、内燃機関からの排気ガスの精製に関する。本発明は、低温エンジン及び低温排気ガスシステムからスタートすることが多いディーゼルエンジン、特に、車両におけるエンジンからの排気ガスの清浄を特に対象とする。
【００１０】
本発明によるバナジウム選択接触還元（「ＳＣＲ」）触媒（「Ｖ−ＳＣＲ触媒」）の使用は、特にコールドスタート中の及び低温排気ガスシステムにおけるＮ２Ｏ排出に関連した課題に取り組むとともに付加的な利益を提供することができることが見出された。バナジウム含有ＳＣＲ触媒は、ヒト及び環境に対する潜在的に有害な影響並びにより高い排気ガス温度での揮発性の毒性バナジウム化合物の起こり得る排出のため、自動車両からの排気ガスを清浄することには歴史的に避けられてきた。したがって、バナジウム含有の車排気触媒に対する関心が低かった。
【００１１】
Ｖ−ＳＣＲ触媒は、以前に、定置システムのための、しかし典型的にはＮＯ２の割合が４０％未満であるの低ＮＯ２流における上流触媒構成成分として提案された。高エンジンアウトＮＯ２システムのために適切に機能するために適当な触媒は、４０％よりも大きいＮＯ２の割合及び低温で高い変換率を有することが必要とされる。これらの特徴は、下流触媒がＨＣ−ＳＣＲに対して活性である条件下で下流ディーゼル酸化触媒（「ＤＯＣ」）へのＮＯ２スリップを防止するのを助けるので、望ましい。驚くべきことに、Ｖベースの配合物は、これらの条件下で（高ＮＯ２道路上エンジンアウト条件）、伝統的な最先端技術のＦｅ又はＣｕ  ＳＣＲ触媒よりも高い変換率を達成することが見出された。
【００１２】
Ｖ−ＳＣＲ触媒は、その上、炭化水素をＣＯに部分酸化させる。これは、下流酸化触媒上を通る排気物中の炭化水素を低減する際に有益である。さらに、Ｖ−ＳＣＲ上で生成されるＣＯは、存在するならばＮＯｘ貯蔵装置のＮＯｘ貯蔵を助ける。
【００１３】
ＳＣＲ／Ｖ−ＳＣＲ
選択接触還元（「ＳＣＲ」）触媒は、窒素化合物（アンモニア又は尿素など）又は炭化水素（リーンＮＯｘ還元）との反応によってＮＯｘをＮ２に還元する触媒である。ＳＣＲ触媒は、バナジウム−チタニア触媒、バナジウム−タングスタ−チタニア触媒、又は遷移金属／モレキュラーシーブ触媒を含むことができる。
【００１４】
バナジウムを含有するＳＣＲ触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）は、ＴｉＯ２担体上のバナジウム、又は配合物中にＦｅ−ゼオライト若しくはそのままのゼオライト構成成分がブレンドされた、ＴｉＯ２上のバナジウムを含むハイブリッド触媒を含むことができる。
【００１５】
ＡＶ−ＳＣＲ触媒は、遊離バナジウム、バナジウムイオン又はバナジウムの酸化物若しくはその誘導体としてのバナジウムを含むことができる。バナジウムに加えて、該触媒は、タングステンの酸化物、ニオブの酸化物及び／又はモリブデンの酸化物など、他の金属酸化物を含むことができる。本明細書で使用される場合、「触媒活性」金属酸化物は、ＮＯｘの接触還元及び／又はＮＨ３若しくは他の窒素ベースのＳＣＲ還元剤の酸化における分子構成成分として直接関与するものである。推論によると、「触媒不活性」金属酸化物は、ＮＯｘの接触還元及び／又はＮＨ３若しくは他の窒素ベースのＳＣＲ還元剤の酸化における分子構成成分として直接関与しないものである。ある特定の実施態様において、バナジウムの酸化物は、酸化タングステンなど他の触媒活性金属酸化物に対して大量で存在する。ある特定の他の実施態様において、バナジウムの酸化物は、酸化タングステンなど他の触媒金属酸化物に対して少量で存在する。
【００１６】
ある特定の実施態様において、バナジウム構成成分のための担体材料は、チタニア、或いは酸化タングステン（ＶＩ）、酸化モリブデン又は混合物として若しくは混合酸化物としてのシリカなど別の構成成分との組合せにおけるチタニアである。担体材料は、アルミノシリケート、アルミナ、シリカ、及び／又はシリカでドープされたチタニアであってよい。バナジウム及び担体の両方が両方とも金属酸化物であり得る一方で、２種の構成成分は、担体が個別の粒子として存在するとともに、バナジウムが、粒子に付着する相対的に薄い層又はコーティング中に存在するという点において、互いに構造的に区別される。したがって、バナジウム及びチタニアは、混合酸化物として存在しない。
【００１７】
担体材料の、粒子計数に基づく平均粒子サイズは、好ましくは約０．０１−１０μｍ、例えば約０．５−５μｍ、約０．１−１μｍ又は約５−１０μｍであり、好ましくは、これらの範囲の１つ内の粒子計数の大部分を有する。他の実施態様において、高表面積担体は、アルミノシリケート、シリコ−アルミノホスフェート又はアルミノホスフェートのモレキュラーシーブ、例えば、好ましくはＢＥＡ、ＭＦＩ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＲＨＯ若しくはＥＲＩ又はこれらの２つ以上の連晶のフレームワークを有するゼオライトである。
【００１８】
遷移金属／モレキュラーシーブ触媒は、遷移金属及びモレキュラーシーブ、例えばアルミノシリケートゼオライト又はシリコアルミノフォスフェートを含む。遷移金属は、クロミウム、セリウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及び銅、並びにその混合物から選択することができる。鉄及び銅は特に好ましくあり得る。モレキュラーシーブは、ベータゼオライト、ホージャサイト（ＮａＹ及びＵＳＹを含む、Ｘ−ゼオライト又はＹ−ゼオライトなど）、Ｌ−ゼオライト、ＺＳＭゼオライト（例えば、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−４８）、ＳＳＺ−ゼオライト（例えば、ＳＳＺ−１３、ＳＳＺ−４１、ＳＳＺ−３３）、フェリエライト、モルデナイト、チャバザイト、オフレタイト、エリオナイト、クリノプチロライト、シリカライト、リン酸アルミニウムゼオライト（ＳＡＰＯ−３４などのメタロアルミノフォスフェートを含む）、メソポーラスゼオライト（例えば、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４９、ＳＢＡ−１５）、又はその混合物を含むことができる。ＳＣＲ触媒は、鉄／ベータゼオライト、銅／ベータゼオライト、銅／ＳＳＺ−１３、銅／ＳＡＰＯ−３４、Ｆｅ／ＺＳＭ−５又は銅／ＺＳＭ−５などの金属／ゼオライト触媒を含むことができる。好ましくは、モレキュラーシーブは、ベータゼオライト、フェリエライト又はチャバザイトを含むことができる。好ましいＳＣＲ触媒は、Ｆｅ−ＣＨＡ、Ｆｅ−ＡＥＩ、Ｍｎ−ＣＨＡ、Ｍｎ−ＢＥＡ、Ｍｎ−ＦＥＲ、Ｍｎ−ＭＦＩ、Ｃｕ−ＣＨＡ、例えばＣｕ−ＳＡＰＯ−３４、Ｃｕ−ＳＳＺ−１３、及びＦｅ−ベータゼオライトを含む。
【００１９】
選択接触還元触媒は、ＳＣＲＦと称されるフィルターとともに使用することができる。選択接触還元フィルター（ＳＣＲＦ）は、ＳＣＲ及びパティキュレートフィルターの機能性を組み合わせた単一基材装置である。それらが使用されることで、ＮＯｘ並びに内燃機関からのパティキュレート排出を低減することができる。ＳＣＲ触媒コーティングに加えて、パティキュレートフィルターは、フィルターによってトラップされたすすを破壊することに加えて炭化水素及び一酸化炭素を酸化させるために、他の金属及び金属酸化物構成成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ及びセリアなど）を含むこともできる。本発明のシステムは、本明細書においてＶ−ＳＣＲＦ触媒と称される、バナジウム触媒を含むＳＣＲＦ触媒を含むことができる。この願書の全体にわたってＶ−ＳＣＲ触媒の使用への言及は、適用可能な場合、同様にＶ−ＳＣＲＦ触媒の使用を含むと理解される。
【００２０】
ディーゼル酸化触媒
本発明のシステムは、一又は複数のディーゼル酸化触媒を含むことができる。酸化触媒及び特にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣＳ）は、当技術分野においてよく知られている。酸化触媒は、ＣＯをＣＯ２に、並びに気相炭化水素（ＨＣ）及びディーゼルパティキュレートの有機画分（可溶性有機画分）をＣＯ２及びＨ２Ｏに酸化させるように設計されている。典型的な酸化触媒は、アルミナ、シリカ−アルミナ及びゼオライトなどの高表面積無機酸化物担体上に、白金及び任意選択的にパラジウムも含む。
【００２１】
ＮＯｘ貯蔵触媒
本発明のシステムは、一又は複数のＮＯｘ貯蔵触媒を含むことができる。ＮＯｘ貯蔵触媒は、一般に温度及び／又はリッチ／リーン排気条件に依存するある特定の条件に従ってＮＯｘを吸着、放出及び／又は還元する装置を含むことができる。ＮＯｘ貯蔵触媒は、例えば、受動的ＮＯｘ吸着体、コールドスタート触媒及びＮＯｘトラップなどを含むことができる。
【００２２】
受動的ＮＯｘ吸着体
本発明のシステムは、一又は複数の受動的ＮＯｘ吸着体を含むことができる。受動的ＮＯｘ吸着体は、低温以下でＮＯｘを吸着するとともに低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効である装置である。受動的ＮＯｘ吸着体は、貴金属及び小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。貴金属は、好ましくはパラジウム、白金、ロジウム、金、銀、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、又はその混合物である。好ましくは、低温は、約２００℃、約２５０℃、又は約２００℃から約２５０℃の間である。適当な受動的ＮＯｘ吸着体の例は、それ全体で本明細書に出典明示により援用される米国特許出願公開第２０１５／０１５８０１９号に記載されている。
【００２３】
小細孔モレキュラーシーブは、ゼオライトを含む任意の天然又は合成モレキュラーシーブであってよく、好ましくはアルミニウム、ケイ素及び／又はリンから構成される。モレキュラーシーブは、典型的に、酸素原子の共有によって接合されているＳｉＯ４、ＡＩＯ４及び／又はＰＯ４の３次元配列を有するが、同様に２次元構造であってもよい。モレキュラーシーブフレームワークは典型的にアニオン性であり、カチオン、典型的にアルカリ及びアルカリ土類元素（例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ）、アンモニウムイオン、並びにその上プロトンを電荷補償することによって均衡される。他の金属（例えば、Ｆｅ、Ｔｉ及びＧａ）は、小細孔モレキュラーシーブのフレームワークに組み込まれることで、金属組み込みモレキュラーシーブを生成することができる。
【００２４】
好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属置換アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェートモレキュラーシーブ、又は金属置換アルミノホスフェートモレキュラーシーブから選択される。より好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮのフレームワーク型、並びに任意の２つ以上の混合物又は連晶を有するモレキュラーシーブである。小細孔モレキュラーシーブの特に好ましい連晶は、ＫＦＩ−ＳＩＶ、ＩＴＥ−ＲＴＨ、ＡＥＷ−ＵＥＩ、ＡＥＩ−ＣＨＡ及びＡＥＩ−ＳＡＶを含む。最も好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＩ若しくはＣＨＡ、又はＡＥＩ−ＣＨＡ連晶である。
【００２５】
適当な受動的ＮＯｘ吸着体は、任意の公知の手段によって調製することができる。例えば、貴金属は、任意の公知の手段によって受動的ＮＯｘ吸着体を形成するために小細孔モレキュラーシーブに添加することができる。例えば、貴金属化合物（硝酸パラジウムなど）は、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス又は析出などによってモレキュラーシーブ上に担持される。他の金属も受動的ＮＯｘ吸着体に添加することができる。好ましくは、受動的ＮＯｘ吸着体における貴金属の一部（添加された合計貴金属の１パーセント超）は、小細孔モレキュラーシーブの細孔の内側に位置される。より好ましくは、貴金属の総量の５パーセント超は、小細孔モレキュラーシーブの細孔の内側に位置され、いっそう好ましくは小細孔モレキュラーシーブの細孔の内側に位置する貴金属の総量の１０パーセント超又は２５％超又は５０パーセント超であり得る。
【００２６】
好ましくは、受動的ＮＯｘ吸着体は、フロースルー基材又はフィルター基材をさらに含む。受動的ＮＯｘ吸着体は、フロースルー基材又はフィルター基材上にコーティングされ、好ましくは、ウォッシュコート手順を使用してフロースルー基材又はフィルター基材上に堆積されることで、受動的ＮＯｘ吸着体システムを生成する。
【００２７】
コールドスタート触媒
本発明のシステムは、一又は複数のコールドスタート触媒を含むことができる。コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着するのに、並びに低温を超える温度で、吸着ＮＯｘ及び吸着ＨＣを変換及び放出するのに有効である装置である。好ましくは、低温は、約２００℃、約２５０℃、又は約２００℃から約２５０℃の間である。適当なコールドスタート触媒の例は、それ全体で本明細書に出典明示により援用される国際公開第２０１５０８５３００号に記載されている。
【００２８】
コールドスタート触媒は、モレキュラーシーブ触媒及び担持白金族金属触媒を含むことができる。モレキュラーシーブ触媒は、貴金属及びモレキュラーシーブを含むことができる又はそれらから基本的になる。担持白金族金属触媒は、一又は複数の白金族金属、及び一又は複数の無機酸化物担体を含む。貴金属は、好ましくはパラジウム、白金、ロジウム、金、銀、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、又はその混合物である。
【００２９】
モレキュラーシーブは、ゼオライトを含む任意の天然又は合成モレキュラーシーブであってよく、好ましくはアルミニウム、ケイ素及び／又はリンから構成される。モレキュラーシーブは、典型的に、酸素原子の共有によって接合されているＳｉＯ４、ＡＩＯ４及び／又はＰＯ４の３次元配列を有するが、同様に２次元構造であってもよい。モレキュラーシーブフレームワークは、典型的にアニオン性であり、カチオン、典型的にアルカリ及びアルカリ土類元素（例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ）、アンモニウムイオン、及びその上プロトンを電荷補償することによって均衡される。
【００３０】
モレキュラーシーブは、好ましくは、８個の四面体原子の最大環サイズを有する小細孔モレキュラーシーブ、１０個の四面体原子の最大環サイズを有する中間細孔モレキュラーシーブ、又は１２個の四面体原子の最大環サイズを有する大細孔モレキュラーシーブであり得る。より好ましくは、モレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＭＦＩ、ＥＭＴ、ＥＲＩ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＭＷＷ、ＣＯＮ、ＥＵＯ、又はその混合物のフレームワーク構造を有する。
【００３１】
担持白金族金属触媒は、一又は複数の白金族金属（「ＰＧＭ」）、及び一又は複数の無機酸化物担体を含む。ＰＧＭは、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、又はその組合せ、最も好ましくは白金及び／又はパラジウムであり得る。無機酸化物担体は、最も共通して、第２族、３族、４族、５族、１３族及び１４族の元素の酸化物を含む。有用な無機酸化物担体は、好ましくは、１０ｍから７００ｍ２／ｇの範囲の表面積、０．１から４ｍＬ／ｇの範囲の細孔体積、及び約１０から１０００オングストロームの孔径を有する。無機酸化物担体は、好ましくは、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、又はそれらの任意の２種以上の混合酸化物若しくは複合酸化物、例えばシリカ−アルミナ、セリア−ジルコニア、又はアルミナ−セリア−ジルコニアである。アルミナ及びセリアが特に好ましい。
【００３２】
担持白金族金属触媒は、任意の公知の手段によって調製することができる。好ましくは、一又は複数の白金族金属が任意の公知の手段によって一又は複数の無機酸化物上に充填されることで、担持ＰＧＭ触媒を形成し、添加の方式は特に重大であると考えられない。例えば、白金化合物（硝酸白金など）は、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス又は析出などによって無機酸化物上に担持され得る。鉄、マンガン、コバルト及びバリウムなど、他の金属も、担持ＰＧＭ触媒に添加することができる。
【００３３】
本発明のコールドスタート触媒は、当技術分野においてよく知られているプロセスによって調製することができる。モレキュラーシーブ触媒及び担持白金族金属触媒は、物理的に混合されることでコールドスタート触媒を生成する。好ましくは、コールドスタート触媒は、フロースルー基材又はフィルター基材をさらに含む。一実施態様において、モレキュラーシーブ触媒及び担持白金族金属触媒は、フロースルー基材又はフィルター基材上にコーティングされ、好ましくは、ウォッシュコート手順を使用してフロースルー基材又はフィルター基材上に堆積されることで、コールドスタート触媒システムを生成する。
【００３４】
ＮＯｘトラップ
本発明のシステムは、一又は複数のＮＯｘトラップを含むことができる。ＮＯｘトラップは、リーン排気条件下でＮＯｘを吸着し、リッチ条件下で吸着ＮＯｘを放出し、放出ＮＯｘを還元することでＮ２を形成する装置である。
【００３５】
本発明の実施態様のＮＯｘトラップは、ＮＯｘの貯蔵のためのＮＯｘ吸着剤、及び酸化／還元触媒を含むことができる。典型的に、一酸化窒素は酸素と反応することで、酸化触媒の存在下でＮＯ２を生成する。次に、ＮＯ２は、ＮＯｘ吸着剤によって無機硝酸塩の形態で吸着される（例えば、ＢａＯ又はＢａＣＯ３は、ＮＯｘ吸着剤上でＢａ（ＮＯ３）２に変換される）。最後に、エンジンがリッチ条件下で走行する場合、貯蔵無機硝酸塩が分解することでＮＯ又はＮＯ２を形成し、これらが次いで還元されることで、還元触媒の存在下で一酸化炭素、水素及び／又は炭化水素（又はＮＨＸ中間体若しくはＮＣＯ中間体を介して）との反応によってＮ２を形成する。典型的に、窒素酸化物は、排気流において熱、一酸化炭素及び炭化水素の存在下で窒素、二酸化炭素及び水に変換される。
【００３６】
ＮＯｘ吸着剤構成成分は、好ましくは、アルカリ土類金属（Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ及びＭｇなど）、アルカリ金属（Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ及びＣｓなど）、希土類金属（Ｌａ、Ｙ、Ｐｒ及びＮｄなど）、又はその組合せである。これらの金属は、典型的に、酸化物の形態で見出される。酸化／還元触媒は、一又は複数の貴金属を含むことができる。適当な貴金属としては、白金、パラジウム及び／又はロジウムが挙げられる。好ましくは、白金は、酸化機能を行うために含まれ、ロジウムは、還元機能を行うために含まれる。酸化／還元触媒及びＮＯｘ吸着剤は、排気システムにおける使用のための無機酸化物などの担体材料上に充填することができる。
【００３７】
アンモニア酸化触媒
本発明のシステムは、アンモニアスリップ触媒（「ＡＳＣ」）とも呼ばれる一又は複数のアンモニア酸化触媒を含むことができる。一又は複数のＡＳＣは、ＳＣＲ触媒から下流に含まれることで、過剰のアンモニアを酸化させるとともにそれが大気に放出されることを防止することができる。ある特定の実施態様において、アンモニア酸化触媒材料は、ＮＯｘ又はＮ２Ｏの形成の代わりにアンモニアの酸化に有利なように選択することができる。好ましい触媒材料としては、白金、パラジウム、又はその組合せが挙げられ、白金又は白金／パラジウム組合せが好ましい。好ましくは、アンモニア酸化触媒は、金属酸化物上に担持された白金及び／又はパラジウムを含む。好ましくは、該触媒は、限定されないがアルミナを含む高表面積担体上に配置される。
【００３８】
三元触媒
本発明のシステムは、一又は複数の三元触媒（ＴＷＣ）を含むことができる。ＴＷＣは、典型的に、単一の装置上でＮＯｘをＮ２に、一酸化炭素をＣＯ２に、及び炭化水素をＣＯ２及びＨ２Ｏに変換するために、化学量論的条件下でガソリンエンジンに使用される。
【００３９】
フィルター
本発明のシステムは、一又は複数のパティキュレートフィルターを含むことができる。パティキュレートフィルターは、内燃機関の排気からのパティキュレートを低減する装置である。パティキュレートフィルターとしては、触媒パティキュレートフィルター及びそのままの（非触媒）パティキュレートフィルターが挙げられる。触媒すすフィルター（ディーゼル及びガソリン用途のため）とも呼ばれる触媒パティキュレートフィルターは、フィルターによってトラップされたすすを破壊することに加えて炭化水素及び一酸化炭素を酸化させるために金属及び金属酸化物構成成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ及びセリアなど）を含む。
【００４０】
基材
本発明の触媒及び吸着体は各々、フロースルー基材又はフィルター基材をさらに含むことができる。一実施態様において、触媒／吸着体は、フロースルー基材又はフィルター基材上にコーティングすることができ、好ましくは、ウォッシュコート手順を使用してフロースルー基材又はフィルター基材上に堆積することができる。
【００４１】
ＳＣＲ触媒及びフィルターの組合せは、選択接触還元フィルター（ＳＣＲＦ触媒）として知られている。ＳＣＲＦ触媒は、ＳＣＲ及びパティキュレートフィルターの機能性を組み合わせる単一基材装置であり、所望される場合に本発明の実施態様に適当である。この願書の全体にわたるＳＣＲ触媒の記載及び言及は、適用可能な場合、同様にＳＣＲＦ触媒を含むと理解される。
【００４２】
フロースルー基材又はフィルター基材は、触媒／吸着体構成成分を含有できる基材である。該基材は、好ましくは、セラミック基材又は金属基材である。セラミック基材は、任意の適当な耐火性材料、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノシリケート、メタロアルミノシリケート（コーディエライト及びスポジュメン（ｓｐｕｄｏｍｅｎｅ）など）、又はそれらの任意の２種以上の混合物若しくは混合酸化物で作製することができる。コーディエライト、アルミノケイ酸マグネシウム及び炭化ケイ素が特に好ましい。
【００４３】
金属基材は、任意の適当な金属、特に耐熱性金属及び金属合金、例えばチタン及びステンレス鋼、並びに他の微量金属に加えて鉄、ニッケル、クロミウム及び／又はアルミニウムを含有するフェライト合金で作製することができる。
【００４４】
フロースルー基材は、好ましくは、基材を軸方向に通るとともに基材の流入口又は流出口から全体にわたって延びる多くの小さい平行薄壁チャネルを有するハニカム構造を有するフロースルーモノリスである。該基材のチャネル断面は任意の形状であってよいが、好ましくは、四角形、正弦形、三角形、長方形、六角形、台形、円形又は長円形である。フロースルー基材は、触媒が基材壁に浸透するのを可能にする高多孔性であってもよい。
【００４５】
フィルター基材は、好ましくはウォールフローモノリスフィルターである。ウォールフローフィルターのチャネルは交互に遮断されており、これは、排気ガス流が流入口からチャネルに進入し、次いでチャネル壁を通って流れ、流出口に至る異なるチャネルからフィルターを出るのを可能にする。排気ガス流中のパティキュレートは、したがって、フィルター中にトラップされる。
【００４６】
触媒／吸着体は、ウォッシュコート手順などの任意の公知の手段によってフロースルー基材又はフィルター基材に添加することができる。
【００４７】
還元剤／尿素インジェクター
本発明のシステムは、ＳＣＲ触媒の上流で排気システムに窒素性還元剤を導入するための一又は複数の手段を含むことができる。排気システムに窒素性還元剤を導入するための手段は、ＳＣＲ触媒の直上流にあることが好ましくあり得る（例えば、窒素性還元剤及びＳＣＲ触媒を導入するための手段間に、介在する触媒はない）。
【００４８】
還元剤は、排気ガスに還元剤を導入する任意の適当な手段によって、流れている排気ガスに添加される。適当な手段としては、インジェクター、スプレーヤー又はフィーダーが挙げられる。こうした手段は当技術分野においてよく知られている。
【００４９】
該システムにおける使用のための窒素性還元剤は、アンモニア自体、ヒドラジン、又はアンモニアに分解可能な化合物、例えば尿素、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム及びギ酸アンモニウムであってよい。尿素が特に好ましい。
【００５０】
排気システムは、排気ガスへの還元剤の導入を制御するための手段を含むことで、そこのＮＯｘを還元することもできる。好ましい制御手段は、電子制御ユニット、任意選択的にエンジン制御ユニットを含むことができ、追加として、ＮＯ還元触媒の下流に位置するＮＯｘセンサーを含むことができる。
【００５１】
一部の実施態様において、ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量は、Ｖ−ＳＣＲ触媒上を通る排気ガス流が、１未満；約０．１から約０．９；約０．１から約０．８；約０．１から約０．７；約０．１から約０．６；約０．１から約０．５；約０．２から約０．９；約０．２から約０．８；約０．２から約０．７；約０．２から約０．６；約０．２から約０．５；約０．３から約０．８；約０．３から約０．９；又は約０．５から約０．９のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように選択される。こうしたアンモニア投与は、ＮＨ３が、ＮＯｘを作り出す下流酸化触媒上でスリップするのを防止することができる。
【００５２】
他の実施態様において、ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量は、Ｖ−ＳＣＲ触媒上を通る排気ガス流が約１のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように選択される。
【００５３】
他の実施態様において、ガス流に添加されるアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物の量は、Ｖ−ＳＣＲ触媒上を通る排気ガス流が、１超；約１．１から約１．９；約１．２から約１．８；約１．３から約１．７；又は約１．４から約１．６のＮＨ３／ＮＯｘ比を有するように選択される。
【００５４】
所望される場合、一又は複数の二次還元剤インジェクターが含まれ得る。
【００５５】
燃料インジェクター
本発明のシステムは、一又は複数の燃料インジェクターを含むことができる。例えば、システムは、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターを含むことができる。本発明のシステムにおいて、燃料インジェクターの任意の適当な型が使用され得る。
【００５６】
実施態様／システム
本発明の一部の実施態様において、排気ガス精製システムは、上流区域及び下流区域を含むことができる。上流区域は、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物、続いてＶ−ＳＣＲ触媒を供給する少なくとも供給装置を含むことができる。
【００５７】
上流区域は、低温ゾーンを含むことができる。具体的に、上流区域は、約１５０℃から約４００℃；約１５０℃から約３５０℃；約２００℃から約４００℃；約２００℃から約３５０℃；約１５０℃から約３００℃；約１５０℃から約２５０℃；又は約２００℃から約３００℃の温度を有することができる。一部の実施態様において、上流区域は、下流区域の温度に対して低温ゾーンを含む。高温ゾーン及び低温ゾーンの温度は、エンジンが温まった時点の排気の温度を指す。下流区域は、特に上流区域に関連して高温ゾーンを含むことができる。下流区域は、約２００℃から約４００℃；約１５０℃から約４００℃；約１５０℃から約５００℃；約１５０℃から約４５０℃；約２００℃から約４５０℃；約２００℃から約５００℃；約２５０℃から約４００℃；約２５０℃から約４５０℃；約２５０℃から約５００℃；約３００℃から約４００℃；約３００℃から約４５０℃；約３００℃から約５００℃；又は約３５０℃から約５００℃の温度を有することができる。
【００５８】
ターボチャージャーは、供給装置及び／又はＶ−ＳＣＲ触媒の下流に含まれ得る。ターボチャージャーは、排気ガス流内のアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を分散させるのに特に有用であり得る混合機能性を提供することができる。追加として、ターボチャージャーは、排気ガス流がそれを通過する時に約８０−１００℃の温度低下を提供することができる。ターボチャージャーと関連したこの温度低下は、システムの上流区域のための低温ゾーンをもたらすことができる。Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流にターボチャージャーを有するシステムを構成することは、本明細書に記載されている通り、Ｖ−ＳＣＲ触媒を低温ゾーンにおいて作動させる利益を可能にすることができる。しかしながら、構成に依存して、一部の実施態様において、ターボチャージャーの面前の温度はまだ相対的に低く、そのため、ターボチャージャーの上流に位置するＶ−ＳＣＲ触媒が低温ゾーンにおいて作動していることもある。
【００５９】
Ｖ−ＳＣＲ触媒は、所望される場合、追加構成成分とカップリングさせることができる。例えば、Ｖ−ＳＣＲ触媒は、加水分解触媒とカップリングさせることができ、ここで加水分解触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の上流に位置される。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、アンモニアスリップ触媒とカップリングさせることができ、ここでアンモニアスリップ触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流に位置される。「カップリングさせる」という用語は、本明細書で使用される場合、構成成分が同基材内で組み合わせられ得る又は別々に設置されるが近くに置かれ得ることを意味すると理解される。
【００６０】
下流区域における構成成分は、下流システムと称され得る。ディーゼル酸化触媒又はアンモニアスリップ触媒などの発熱触媒は、温度を増加させることができ、下流区域の始まりを示す比喩的境界として作用することができる。発熱触媒は、該システムが高温ゾーンの上流で低温ゾーンを維持するのを可能にし、それによって、本明細書に記載されている通りのこのシステム構成と関連した利益を与えることができる。一部の実施態様において、発熱触媒は、約５０℃から約１５０℃；約５０℃から約１００℃；又は約１００℃から約１５０℃の温度増加を提供することができる。追加として、発熱触媒は、温度を上昇させるとともにそれによって下流フィルターを再生する利益を提供する。
【００６１】
下流システムは、ディーゼル酸化触媒、アンモニアスリップ触媒、粒子フィルター、例えば触媒すすフィルター、ＮＯｘ貯蔵触媒、例えばＮＯｘ吸着体触媒、三元触媒、アンモニア若しくはアンモニアに分解可能な化合物のためのインジェクター及び／又はＳＣＲ触媒の一又は複数を含むことができる。下流システムは、所望であれば、構成成分の各型の１つ超を含むことができる。
【００６２】
例えばディーゼル酸化触媒を含む下流システムは、約１５０℃から約４００℃；約１５０℃から約５００℃；約２００℃から約４００℃；約２５０℃から約４００℃；約２５０℃から約５００℃；約３００℃から約４００℃；又は約３００℃から約５００℃の温度範囲で排気ガスからの汚染物質を除去するのに有効であり得る。システムは、ディーゼル酸化触媒の上流に二次燃料インジェクターを含むことができる。
【００６３】
一実施態様において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、触媒すすフィルター及び選択接触還元触媒を含む。一実施態様において、下流システムは、順番に、アンモニアスリップ触媒、ディーゼル酸化触媒、ＳＣＲＦ及び選択接触還元触媒を含む。
【００６４】
システムは、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流にコールドスタート触媒を含むことができる。コールドスタート触媒は、例えば、ゼオライト及びＰｄを含むことができる受動的ＮＯｘ吸着体を含むことができる。コールドスタート触媒が受動的ＮＯｘ吸着体を含む場合、コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘを吸着するのに、及び低温を超える温度で吸着ＮＯｘを放出するのに有効であり得る。コールドスタート触媒は、低温以下でＮＯｘ及び炭化水素を吸着するように、並びに低温より上で吸着ＮＯｘ及び炭化水素を変換及び放出するように配合することもできる。一部の実施態様において、低温は、約２００℃；約１５０℃；約２５０℃；約３００℃；約１５０℃から約２５０℃；又は約１７５℃から約２２５℃である。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流であるがシステムの上流区域内に位置される。コールドスタート触媒は低温ゾーンに位置することができる。一部の実施態様において、コールドスタート触媒は、Ｖ−ＳＣＲ触媒の下流であるがシステムの下流区域内に位置される。コールドスタート触媒は、高温ゾーンに位置され得る。一部の実施態様において、システムは、Ｖ−ＳＣＲ触媒、続いてコールドスタート触媒、続いて、ディーゼル酸化触媒を含む下流システムを含む。
【００６５】
本発明のシステムの例証的な実施態様は、限定されないが、
・  ［還元剤注入］−［ターボ］−［Ｖ−ＳＣＲ］［任意選択のＡＳＣ］−［燃料インジェクター］−［任意選択のＡＳＣ］［ＤＯＣ］−［ＣＳＦ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［ＤＯＣ又はＮＯｘ貯蔵触媒］−［還元剤注入］−［ＳＣＲ］−［燃料インジェクター］−［ＤＯＣ］−［ＣＳＦ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［ＡＳＣ］−［ＤＯＣ］−［還元剤注入］−［ＳＣＲＦ］−［ＳＣＲ］−［任意選択のＡＳＣ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［ＡＳＣ］−［ＤＯＣ又はＮＯｘ貯蔵触媒］−［ＣＳＦ］−［還元剤注入］−［ＳＣＲ］−［任意選択のＡＳＣ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［ＡＳＣ］−［燃料インジェクター］−［ＤＯＣ］−［ＣＳＦ］−［還元剤注入］−［ＳＣＲ］−［任意選択のＡＳＣ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［燃料インジェクター］−［ＡＳＣ］−［ＤＯＣ］−［ＣＳＦ］−［還元剤注入］−［ＳＣＲ］−［任意選択のＡＳＣ］
・  ［還元剤注入］−［Ｖ−ＳＣＲ］−［燃料インジェクター］［ＤＯＣ又はＮＯｘ貯蔵触媒］−［還元剤注入］−［ＳＣＲＦ］−［ＳＣＲ／ＡＳＣ］
を含むことができる。
【００６６】
方法
本発明の方法は、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ）上に窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及びディーゼル酸化触媒を含む下流システムに排気ガスを通過させることを含む、窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスの処理を含むことができる。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成することができる。
【００６７】
本発明の方法は、窒素酸化物を含有する排気ガス流にアンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を添加すること；約１５０℃から約４００℃の温度範囲でアンモニアを用いて窒素酸化物を触媒する、バナジウムを含む選択接触還元触媒（Ｖ−ＳＣＲ触媒）上に、窒素酸化物を含有する排気ガス流を通すこと；及びコールドスタート触媒などのＮＯｘ貯蔵触媒上に排気流を通すことを含む、窒素酸化物を含有する排気システムにおけるディーゼルエンジン排気ガスの処理を含むことができる。Ｖ−ＳＣＲ触媒は、約６０％から約８０％のＮＯｘ変換率を達成することができる。
【００６８】
利益
本発明のシステム及び方法は、特にコールドスタート中の及び低温排気ガスシステムにおけるＮ２Ｏ排出に関連の利益を提供することができる。具体的には、本明細書における実施態様に記載されている通りのＶ−ＳＣＲ触媒の使用は、Ｖ−ＳＣＲ触媒が４０％を超えるＮＯ２画分で及び低温をカバーする温度範囲で亜酸化窒素を触媒するので、高エンジンアウトＮＯ２システムのために特によく機能することができる。これらの特徴は、下流触媒がＨＣ−ＳＣＲに対して活性である条件下で、下流ディーゼル酸化触媒（「ＤＯＣ」）へのＮＯ２スリップを防止するのを助けるので、望ましい。驚くべきことに、Ｖベースの配合物が、これらの条件下で（高ＮＯ２道路上エンジンアウト条件）、伝統的な最先端技術のＦｅ又はＣｕ  ＳＣＲ触媒よりも高い変換率を達成することが見出された。
【００６９】
Ｖ−ＳＣＲ触媒は、約１５０℃から約４５０℃；約１５０℃から約４００℃；約１５０℃から約３５０℃；約１５０℃から約３００℃；約１５０℃から約２５０℃；約２００℃から約４００℃；約２００℃から約３５０℃；又は約２００℃から約３００℃の温度範囲においてアンモニアを用いて亜酸化窒素を触媒することができる。
【００７０】
Ｖ−ＳＣＲ触媒は、約０．０５から約０．８；約０．０５から約０．９；約０．０７から約０．８；約０．０７から約０．９；約０．１から約０．８；約０．１から約０．９；約０．２から約０．８；約０．２から約０．９；約０．３から約０．８；約０．３から約０．９；約０．３から約０．７；約０．３から約０．６；約０．３から約０．５；約０．５から約０．９；約０．４から約０．９；約０．４から約０．８；約０．４から約０．７；約０．４から約０．６；約０．５から約０．８；約０．５から約０．７；約０．５から約０．６；又は約０．６から約０．８のＮＯ２／ＮＯｘ比で、アンモニアを用いて亜酸化窒素を触媒することができる。
【００７１】
こうしたＮＯ２／ＮＯｘ比及び温度で、Ｖ−ＳＣＲ触媒は、少なくとも６０％；少なくとも６５％；少なくとも７０％；少なくとも７５％；約６０％から約８０％；約６５％から約７５％；約６５％から約８０％；約７０％から約７５％；又は約７０％から約８０％のＮＯｘ変換率を提供することができる。高ＮＯ２条件下でのこれらの変換率は、伝統的な最先端技術のＦｅ又はＣｕ  ＳＣＲ触媒よりも驚くほど高い。
【００７２】
排気システムの上流区域にＶ−ＳＣＲ触媒を含むことによって、本発明のシステム構成は、本明細書に記載されているＶ−ＳＣＲ触媒の利益を提供する一方で、より高い温度においてバナジウム触媒に関連した課題を回避することができる。こうした利益は、低温ゾーン、続いて高温ゾーンを含むという従来にはない設定に関連し得る。このシステムにおけるＶ−ＳＣＲ触媒は、硫黄被毒に対する耐性、並びに排気システムにおける炭化水素の部分酸化を実証することができる。ＣＯへの炭化水素の部分酸化は、ＣＯがＮＯｘ貯蔵触媒のＮＯｘ貯蔵能力の増加を提供するので、コールドスタート触媒などのＮＯｘ貯蔵触媒と組み合わせた場合にさらなる利益を提供することができる。さらに、上流Ｖ−ＳＣＲ触媒構成は、Ｖ−ＳＣＲ触媒が下流構成成分の前に熱くなるので、該サイクルにおいてより早く（即ち、より低い温度で）ＮＯｘ変換を可能にする。
【実施例】
【００７３】
いくつかの触媒のＮＯｘ変換を様々なＮＯ２／ＮＯｘ比で測定した。試験触媒は、
・  ＴｉＯ２上のＶ
・  ゼオライト構成成分が添加されたＴｉＯ２上のＶ
・  ＡＥＩ上のＣｕ
・  ＢＥＡ上のＦｅ
である。
【００７４】
該試験は、１５０℃でバナジウム及び鉄ベースのＳＣＲ配合物のフレッシュ性能を評価した。Ｃｕ参照として作用させるため、高Ｃｕ充填Ｃｕ／ＡＥＩを使用し、押出バナジウム触媒及びコーティング鉄配合物と比較した。５０，０００ｈ−１の空間速度で、１のアンモニア対ＮＯｘ比、及びＮＯ２の供給なく、触媒をフレッシュと評価した。
【００７５】
結果は図１に示されている。データは、０．４以上のＮＯ２／ＮＯｘ比で、バナジウム触媒が優れたＮＯｘ変換率を提供する一方、より高い比で、他の触媒が完全に失敗することを実証している。ＮＯ２パーセントが増加されるのにつれて、バナジウム及び鉄ベースの触媒の変換は、４０％のＮＯ２で７５％の、バナジウム配合物についての最大変換率まで増加し続ける。Ｃｕ触媒は、ＮＯ２が増加しても増加をほとんど示さない。
【図１】
2019523841.tif 000003
【国際調査報告】
2019523841.tif 000004
2019523841.tif 000005
2019523841.tif 000006
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